If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *.kastatic.org ve *.kasandbox.org adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Ana içerik

Zayıf Asit Baz Dengesi

Zayıf asit ve baz iyonlaşma tepkimeleri ve ilişkili denge sabitlerini, Ka ve Kb'yi, Ka ve Kb'yi pH ile ilişkilendirmeyi ve yüzdelik ayrışmayı hesaplamayı öğrenelim. 

Önemli noktalar:

  • Genel monoprotik zayıf bir asit start text, H, A, end text ile eşlenik baz start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, H, A, end text, close bracket, end fraction
  • Asit ayrışma (iyonizasyon) sabiti K, start subscript, start text, a, end text, end subscript zayıf bir asidin ne kadar ayrıştığını belirler. K, start subscript, start text, a, end text, end subscript değerinin büyük olması, asidin kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).
  • Genel zayıf bir baz start text, B, end text ile eşlenik asit start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, B, end text, close bracket, end fraction
  • Baz ayrışma sabiti (ya da baz iyonizasyon sabiti) K, start subscript, start text, b, end text, end subscript zayıf bir bazın ne kadar iyonlaşacağını belirler. K, start subscript, start text, b, end text, end subscript değerinin büyük olması, bazın kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).

Kuvvetli ve zayıf asit-bazlar

Kuvvetli asitler ve bazlar, çözeltilerde tamamen çözünüp (ayrışıp) iyon oluşturan türlerdir. Karşıt olarak zayıf asit ve bazlar kısmen iyonlaşırlar ve iyonlaşma tepkimeleri tersinirdir. Bu yüzden, zayıf asit ve baz çözeltileri, dinamik dengede birden çok yüklü ve yüksüz tür barındırır.
Bu makalede, asit ve baz ayrışma tepkimelerinden ve bunlara bağlı denge sabitleri olan, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript (asit ayrışma sabiti) ve K, start subscript, start text, b, end text, end subscript'yi (baz ayrışma sabiti) ele alacağız.

Alıştırma: Asit kuvvetiyle start text, p, H, end text'ı karşılaştıralım

Problem 1: Aynı konsantrasyona sahip zayıf ve kuvvetli asitler

Elimizde, biri 2, comma, 0, start text, M, end text hidroflorik asit (start text, H, F, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis), diğeri de 2, comma, 0, start text, M, end text hidrobromik asit (start text, H, B, r, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis) olan iki sulu çözelti var. Çözeltilerin hangisinin start text, p, H, end text'ı daha düşüktür?
1 cevap seçin:
1 cevap seçin:

Problem 2: Farklı konsantrasyonlara sahip zayıf ve kuvvetli asitler

Bu defa, elimizde 2, comma, 0, start text, M, end text hidroflorik asit (start text, H, F, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis) ve ve 1, comma, 0, start text, M, end text hidrobromik asit (start text, H, B, r, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis) çözeltilerimiz var. Çözeltilerin hangisinin start text, p, H, end text'ı daha düşüktür?
Hidroflorik asitin ayrışma tepkimesinin denge sabitini bilmediğimizi varsayalım.
1 cevap seçin:
1 cevap seçin:

Zayıf asitler ve ayrışma sabiti K, start subscript, start text, a, end text, end subscript

Zayıf asitler, çözeltilerde tamamen çözünmeyen asitlerdir. Başka bir deyişle kuvvetli olmayan herhangi bir asit, zayıf bir asittir.
Zayıf asidin kuvveti, ne kadar çözündüğüne (ayrıştığına) bağlıdır; başka bir deyişle, daha çok ayrışan asitler, daha kuvvetli asitlerdir. Zayıf asitlerin göreli kuvvetlerini ölçmek için, asit ayrışma tepkimelerinin denge sabiti olan asit ayrışma sabitine K, start subscript, start text, a, end text, end subscript bakarız.
Genel monoprotik zayıf bir asit start text, H, A, end text için su içinde ayrışma tepkimesi aşağıdaki gibi yazılabilir:
start text, H, A, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis
Bu tepkimeye göre, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript denge sabiti ifademizi aşağıdaki gibi yazabiliriz:
K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, H, A, end text, close bracket, end fraction
Denge ifadesi, ürünlerin tepkimeye girenlere oranıdır. start text, H, A, end text çözünerek, daha fazla start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ve eşlenik baz start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript elde etmemizi sağladığında daha kuvvetli kabul edilir ve K, start subscript, start text, a, end text, end subscript değeri artar. start text, p, H, end text, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ile bağlantılı olduğundan, çözeltinin start text, p, H, end text'ı, K, start subscript, start text, a, end text, end subscript ve asit konsantrasyonun bir fonksiyonu olur: bu da, asit konsantrasyonu ve/veya K, start subscript, start text, a, end text, end subscript arttıkça start text, p, H, end text'ın düşeceği anlamına gelir.

Yaygın zayıf asitler

Elma asidi, start text, C, end text, start subscript, 4, end subscript, start text, H, end text, start subscript, 6, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 5, end subscript, elmalarda bulunan organik bir asittir. Görsel, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3,0.
Karboksilik asitler, organik zayıf asitler arasında yaygın görülen bir fonksiyonel gruptur, formülleri de minus, start text, C, O, O, H, end text'dir. Malik asit left parenthesis, start text, C, end text, start subscript, 4, end subscript, start text, H, end text, start subscript, 6, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 5, end subscript, right parenthesis, iki karboksil asit grubu içeren bir organik asittir, elma ve başka meyvelerin ekşi tadının kaynağıdır. Molekülde iki karboksil asit grubu olduğu için malik asit iki protona kadar proton verebilir.
Aşağıdaki tablo zayıf asitler ve K, start subscript, start text, a, end text, end subscript değerleri için farklı örnekler içerir:
İsimFormülK, start subscript, start text, a, end text, end subscript, left parenthesis, 25, degrees, start text, C, end text, right parenthesis
Amonyumstart text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, plus, end superscript5, comma, 6, times, 10, start superscript, minus, 10, end superscript
Kloröz asitstart text, H, C, l, O, end text, start subscript, 2, end subscript1, comma, 2, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript
Hidroflorik asitstart text, H, F, end text7, comma, 2, times, 10, start superscript, minus, 4, end superscript
Asetik asitstart text, C, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, C, O, O, H, end text1, comma, 8, times, 10, start superscript, minus, 5, end superscript
Kavram kontrolü: Yukarıdaki tabloya göre, asetik asit mi yoksa hidroflorik asit mi daha kuvvetli bir asittir?

1. Örnek: Zayıf bir asidin çözünme yüzdesini hesaplayalım

Zayıf bir asidin, çözeltide ne kadarının çözündüğünü ölçmenin bir yolu çözünme yüzdesini hesaplamaktır. Zayıf asitlerin çözünme yüzdesi start text, H, A, end text aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Nitröz asidin left parenthesis, start text, H, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, right parenthesis, 25, degrees, start text, C, end text'de K, start subscript, start text, a, end text, end subscript değeri 4, point, 0, times, 10, start superscript, minus, 4, end superscript ise, nitröz asidin 0, point, 400, start text, space, M, end text çözeltideki çözünme yüzdesi nedir?
Bu örneği adım adım çözelim!

1. Adım: Asidin dengelenmiş çözünme tepkimesini yazalım

İlk olarak start text, H, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript'in sudaki dengeli çözünme tepkimesini yazalım. Nitröz asit, start text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis oluşturmak için suya bir proton verebilir:
start text, H, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis

2. Adım: K, start subscript, start text, a, end text, end subscript için bir ifade yazalım

1. Adım'daki denklemi kullanarak nitröz asidin K, start subscript, start text, a, end text, end subscript ifadesini yazabiliriz:
K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, H, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, close bracket, end fraction, equals, 4, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 4, end superscript

3. Adım: Dengede open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript, close bracket'yi bulalım

Sonrasında K, start subscript, start text, a, end text, end subscript ifademizde, start text, B, D, D, end text tablosu kullanarak denge konsantrasyonları için cebirsel ifadeler belirleyebiliriz:
start text, H, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis\rightleftharpoonsstart text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscriptstart text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript
Başlangıç0, comma, 400, start text, M, end text00
Değişimminus, xplus, xplus, x
Denge0, comma, 400, start text, M, end text, minus, xxx
Denge konsantrasyonlarını K, start subscript, start text, a, end text, end subscript ifademize koyduğumuzda, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, equals, start fraction, left parenthesis, x, right parenthesis, left parenthesis, x, right parenthesis, divided by, left parenthesis, 0, comma, 400, start text, M, end text, minus, x, right parenthesis, end fraction, equals, 4, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 4, end superscript
Bu ifadeyi sadeleştirdiğimizde, aşağıdaki denklemi elde ederiz.
start fraction, x, squared, divided by, 0, comma, 400, start text, M, end text, minus, x, end fraction, equals, 4, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 4, end superscript
x'in bu denklemdeki değerini bulmak için ikinci dereceden denklem formülü ya da tahmin metodu kullanılabilir.
İki yöntem de x, equals, 0, comma, 0126, start text, space, M, end text sonucunu verecektir. Buna göre, open bracket, start text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, 0, comma, 0126, start text, space, M, end text.

4. Adım: Çözünme yüzdesini hesaplayalım

Çözünme yüzdesini hesaplamak için 3. Adımda kullandığımız denge konsantrasyonları kullanabiliriz:
Buna göre, çözeltideki start text, H, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript'nin percent, 3, comma, 2'si start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, N, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start superscript, minus, end superscript iyonlarına çözünmüştür.

Zayıf bazlar ve K, start subscript, start text, b, end text, end subscript

Şimdi de, baz iyonlaşma sabiti olarak adlandırılan baz ayrışma sabitini (K, start subscript, start text, b, end text, end subscript) inceleyelim. Genel zayıf bir bazın (start text, B, end text), sudaki iyonlaşma tepkimesi ile başlayalım. Bu tepkimede baz, hidroksit ve eşlenik asit (start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript) oluşturmak için sudan bir proton alır:
start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis
Denge sabiti (K, start subscript, start text, b, end text, end subscript) ifadesini aşağıdaki gibi yazabiliriz:
K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, B, end text, close bracket, end fraction
Bu orandan görebildiğimiz gibi baz, start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript oluşturmak için iyonlaşır. Baz ne kadar kuvvetli ise, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript değeri de o kadar büyük olur. Çözeltinin start text, p, H, end text'ı hem K, start subscript, start text, b, end text, end subscript değerinin hem de baz konsantrasyonunun bir fonksiyonu olur.

Örnek 2: Zayıf bir baz çözeltisinin start text, p, H, end text'ını hesaplayalım

1, comma, 50, start text, space, M, end text amonyak çözeltisinin (start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript), start text, p, H, end text'ı nedir? left parenthesis, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, 1, comma, 8, times, 10, start superscript, minus, 5, end superscript, right parenthesis
Bu örnek, aslında fazladan bir adım (open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'ten start text, p, H, end text bulma) içeren bir denge problemi. Hesaplamalar üzerinden adım adım ilerleyelim.

1. Adım: Dengelenmiş iyonlaşma tepkimesini yazalım

İlk olarak, amonyağın iyonlaşma tepkimesini yazalım. Amonyak, sudan bir proton alarak amonyum (start text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, plus, end superscript) oluşturur:
start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis

2. Adım: K, start subscript, start text, b, end text, end subscript için bir ifade yazalım

Bu dengelenmiş denklemden, K, start subscript, start text, b, end text, end subscript için bir ifade elde edebiliriz:
K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, close bracket, end fraction, equals, 1, comma, 8, times, 10, start superscript, minus, 5, end superscript

3. Adım: Dengedeki open bracket, start text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerlerini bulalım

Denge konsantrasyonlarını belirlemek için bir start text, B, D, D, end text tablosu kullanıyoruz:
start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis\rightleftharpoonsstart text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, plus, end superscriptstart text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript
Başlangıç1, comma, 50, start text, M, end text00
Değişimminus, xplus, xplus, x
Denge1, comma, 50, start text, M, end text, minus, xxx
Denge değerlerini K, start subscript, start text, b, end text, end subscript ifademize koyduğumuzda, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, start fraction, left parenthesis, x, right parenthesis, left parenthesis, x, right parenthesis, divided by, 1, comma, 50, start text, M, end text, minus, x, end fraction, equals, 1, comma, 8, times, 10, start superscript, minus, 5, end superscript
Sadeleştirdiğimizde, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
start fraction, x, squared, divided by, 1, comma, 50, start text, M, end text, minus, x, end fraction, equals, 1, comma, 8, times, 10, start superscript, minus, 5, end superscript
Bu, ikinci dereceden denklem formülü veya tahmin metodu kullanılarak çözülebilecek ikinci dereceden bir denklemdir. İki metodla da aynı sonucu elde ederiz.
x, equals, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, 5, comma, 2, times, 10, start superscript, minus, 3, end superscript, start text, space, M, end text

4. Adım: open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'değerinden start text, p, H, end text'ı bulalım

Artık hidroksitin konsantrasyonunu bildiğimize göre start text, p, O, H, end text'ı hesaplayabiliriz:
pOH=log[OH]=log(5,2×103)=2,28\begin{aligned}\text{pOH}&=-\log[\text{OH}^-]\\ \\ &=-\log(5,2\times10^{-3})\\ \\ &=2,28\end{aligned}
25, degrees, start text, C, end text'de, start text, p, H, end text, plus, start text, p, O, H, end text, equals, 14 olduğunu hatırlayın. Bu denklemi yeniden düzenlediğimizde, aşağıdaki eşitliği elde ederiz:
start text, p, H, end text, equals, 14, minus, start text, p, O, H, end text
start text, p, O, H, end text değerini denkleme koyduğumuzda aşağıdakini sonucu elde ederiz:
start text, p, H, end text, equals, 14, comma, 00, minus, left parenthesis, 2, comma, 28, right parenthesis, equals, 11, comma, 72
Buna göre, çözeltinin start text, p, H, end text'ı 11,72'dir.

Yaygın zayıf bazlar

Solda, piridinin yapısı. Sağda, genel bir amin yapısı: R1, R2 ve R3'e tek bağlı nötr azot atomu.
Piridin (sol) döngüsel azot barındıran bir bileşiktir. Aminler (sağ) hidrojen veya karbona üç tek bağı olan, nötr azot atomları içeren organik bileşiklerdir. İki molekül de zayıf baz olarak davranırlar.
Sabunlardan ev temizleyicilerine, zayıf bazlar hayatımızın her alanında karşımıza çıkarlar. Aminler, başka üç atoma (genelde karbon veya hidrojen) bağı olan nötr azot, organik zayıf bazlar arasında yaygın fonksiyonel bir gruptur.
Aminler baz olarak davranırlar çünkü azotun yalın elektron çiftleri, bir start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript alabilir. Amonyak (start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript) amin baza verilebilecek bir örnektir. Pridin (start text, C, end text, start subscript, 5, end subscript, start text, H, end text, start subscript, 5, end subscript, start text, N, end text) azot içeren başka bir baz örneğidir.

Özet

  • Genel monoprotik zayıf bir asit start text, H, A, end text ile eşlenik baz start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
K, start subscript, start text, a, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, A, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, H, A, end text, close bracket, end fraction
  • Asit ayrışma (iyonizasyon) sabiti K, start subscript, start text, a, end text, end subscript zayıf bir asidin ne kadar ayrıştığını belirler. K, start subscript, start text, a, end text, end subscript değerinin büyük olması, asidin kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).
  • Genel zayıf bir baz start text, B, end text ile eşlenik asit start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
K, start subscript, start text, b, end text, end subscript, equals, start fraction, open bracket, start text, B, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, divided by, open bracket, start text, B, end text, close bracket, end fraction
  • Baz ayrışma sabiti (ya da baz iyonizasyon sabiti) K, start subscript, start text, b, end text, end subscript zayıf bir bazın ne kadar iyonlaşacağını belirler. K, start subscript, start text, b, end text, end subscript değerinin büyük olması, bazın kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).

Bunu deneyin!

Problem 1: start text, p, H, end text'tan K, start subscript, start text, b, end text, end subscript'yi bulalım

1, comma, 50, start text, space, M, end text piridin (start text, C, end text, start subscript, 5, end subscript, start text, H, end text, start subscript, 5, end subscript, start text, N, end text) çözeltisinin 25, degrees, start text, C, end text'de start text, p, H, end text9, comma, 70'tir. Piridinin K, start subscript, start text, b, end text, end subscript'si nedir?
1 cevap seçin:
1 cevap seçin: